1、實習一:反相放大器測試 實 習 步 驟:Vi與RL未接,示波器DC檔測VO。VO近似_。令Vi=0.5V峰值、f=15k HZ弦波,示波器CH 1測Vi、CH 2測Vo,Av=Vo/Vi=_。【註】:示波器CH 1設定0.5V/DIV,CH 2設定5V/DIV、再按【反相】【INV】鍵,看CH 1與CH 2在示波器螢幕上的波形是否重疊吻合?若重疊吻合則代表Av=10。【注意】:若Vo 0、Vi、Vcc、Vcc,則表示OP 壞了。RL=10k接上,示波器測Vo與Vi,Av=Vo/Vi=_。RL=100k接上,示波器測Vo與Vi,Av=Vo/Vi=_。將Vi掁幅調大(例:2V峰值),直至VO上、下
2、截波失真,記錄VO波形與值,此時示波器CH 2【INV】鍵鬆開、定好時基線、用DC交連測。VO(Max)=_,VO(Max)=_。改Vi=直流0.5V,示波器測Vo與Vi,Av=Vo/Vi=_。改R f =20 k,重覆步驟2、但Vi要調小一些,Av=Vo/Vi=_。改電路為非反相放大器,R=1 k、R f =10 k、RL不接,重覆步驟2、Av=Vo/Vi=_。注意事項:1、電路用到雙電源,請將電源供應器選在串聯(SERIES)同步模式。CURRENT旋鈕調在9點鐘方向(最大電流約數百m A)。2、Vi=直流0.5V:將訊號產生器上的波形鍵鬆開後再調DC OFFSET旋鈕(拉起來調),同時用
3、示波器 CH 1 接在Vi。3、741的 Vcc(max)=22V,741C的 Vcc(max)=18V,本實驗室的 Vcc用 10V,是為避免超過10V的電壓不小心加到訊號產生器的輸出端,燒壞訊號產生器。實習二:Ri/Ro/S.R.參數測試 實 習 步 驟:(一)測RiVcc用 10V,先測OP好、壞,將訊號產生器先略過RX 接到Vb,令Vb=0.5V峰值、f=15k HZ弦波,示波器CH 1測Vb、CH 2測Vo,Av=Vo/Vb=_。【註】:若Av=10,則表示OP 好的,若Vo 0、Vi、Vcc、Vcc,則表示OP 壞了或是電路接錯。再將訊號產生器如圖接上,Va=0.5V峰值,示波器測
4、Va與Vb,Va=_、Vb=_,則Ri=_。公式:Vb=Va RI (RX RI)改RX 與R=2k,重覆步驟2,Va=_、Vb=_,則Ri=_。(二)測Ro:將電路圖上的RX 去掉。此電路為反相放大器,改R=10 k、R f =1 k、RL不接,令Vi=0.1V峰值、f=15k HZ弦波,示波器CH 1測Vi、CH 2測Vo,Av=Vo/Vi=_,Vo=_。再將RL=10接上,重覆步驟4,Vo 稱VL=_,則Ro=_。公式:VL=VO RL (RO RL)將Vi改5V峰值,則Vo波形會載波,Io(max)=Vo(max)/RL=_。RL=10。(三)S.R.參數測試:將電路圖上的RX 去掉,
5、R=1 k、R f =10 k、RL不接。7、令Vi=0.5V峰值、f=1k HZ方波,示波器CH 1測Vi、CH 2測Vo,記 錄Vo波形=_,則S.R.=Vo/t=_。8、改Vi的頻率 f=10 k Hz,重覆步驟7,Vo波形=_,則S.R.=_。9、改Vi的頻率 f=100k Hz,重覆步驟7,Vo波形=_,則S.R.=_。10、改Vi=0.5V峰值弦波,頻率 f由10 k Hz往上調大,直到Vo波形變成三角波,記錄Vo波形=_,則三角波的斜率=S.R.=_。Q&A:對放大器而言,若Vi為弦波,卻得Vo為三角波,試問原因為何?.S.R(Slew Rote 移動率)定義:S.R意即:Vi變
6、化時,Vo的變化速率亦:電路所能給Vo的最大變化率EX:S.R=定值註:741的S.R=0.51V/sEX:上例已知S.R=1V/scasel若f=1kHz Vo波形Ans:S.R=1V/s=t=20sT=1/f=1 sT/2=500stVodtdVo Av=-10ViVo方波tVo tV 20EX:f=10kHz Vo 波形Ans:的比例大 失真明顯EX:若f=10kHz Vo 波形?Ans:T/2=10s而變化20V的Vo 需20s得t Vo嚴重失真成三角波 Vo(理)=Vi*Av 若Vo=弦波 完成Vmsint(峰值)EX:若Vo(理)=10V峰值弦波 已知S.R=1V/s sTst 5
7、0220 佔Cas1:若f=1kHz Vo波形?Ans:(作圖)T=1/f=1ms=1000sCas2:若f=50kHz Vo波形?Ans:(作圖)T=1/50ms=20sQues:放大器,若Vi為弦波,卻得Vo為三角波,原因?Ans:1.電路的S.R太小 2.Vi的f大要弦波Vo不失真 原點的變化率S.R 弦波Vo=Vmsint 不失真:;VmS.R S.R/Vm or f=S.R/2Vm RSdtdVo.RSdttVmdt.sin0 RStVmt.cos0 最大不失真頻率:f(max)=S.R/2Vo(p)(Vo的峰值)已知S.R=1V/s,若Vi=1V峰值,弦波 f(max)=?Sol:
8、Av=-Rf/R=-10 Vo(p)=Vi(p)*Av =1V*10=10Vf(max)=S.R/2*Vo(p)=(1V/s)/6.28*10V =1/62.8示波器螢幕顯示圖實習三:頻率響應與GBP值參數測試 實習步驟:(一)測電壓增益Av:Vcc用 10V,先測OP或是電路好、壞,將訊號產生器接到Vi,令Vi=0.5V峰值、f=15k HZ弦波,示波器CH 1測Vi、CH 2測Vo,Av=Vo/Vi=_。【註】:若Av=10,則表示OP 好的,若Vo 0、Vi、Vcc、Vcc,則表示OP 壞了或是電路接錯。此電路為反相放大器,Av=Vo/Vi=R f/R。(二)測頻帶寬度BW:重令Vi=5
9、0 mV峰值、f=15k HZ弦波,示波器用DC交連方式,CH1測Vi、CH2測Vo,微調頻率f使Vo與Vi剛好完全反相,Av=Vo/Vi=10,此時Vo記做VO(mid)=_。將Vi的頻率f往上調,使Vo變為1/VO(mid)(0.7 VO(mid),此時f稱做fch=_。再將Vi的頻率f往下調,會發現Vo皆等於VO(mid)。因為OP為直流放大器,頻帶寬度BW=fch=_。(三)GBP=Av BW7、上述之測試,GBP=Av BW=_。8、將R f 改成5k(用兩個10k並聯),重新測Av=_,頻帶寬度BW=_,GBP=Av BW=_。9、改R為5k、R f 為10k,重新測Av=_,頻帶
10、寬度BW=_,GBP=Av BW=_。10、步驟7、8、9、所測得之GBP值是否相同?註:3dB點之Vo,若失真成三角波,則應將Vi電壓調小,重新測試。Q&A:如何測量放大器的頻帶寬度BW?參數GBPGain Bandroidth ProductGBP=Av*Bw=定值EX:741 A=2*105 BW=5Hz GBP=2*105*5Hz=1MHz另例如右圖:分析:Av=-Rf/R=-10 BW=GBP/Av =1MHz/10=100kHzEX:若上題Rf=100k BW=GBP/100=10kHz 741電路中的電容效應1.延遲訊號的反應時間限制了電路的反應速率,為了S.R參數的定義依據2.
11、對訊號造成分流or衰減Vo變小(不是失真),即Vo的功率變小,為頻寬BW定義依據BW的定義:半功率點-3dB點的頻率範圍Po=Vo2/RLPo=由1變到1/2即Vo變為來的1/2倍如何測頻寬:(BW)1.Vi加弦波,電壓大小適當,f先置中頻帶;示波器測Vo記Vo(mid)2.調f,使示波器測Vo=變為來的1/2 Vo(mid),此時之f稱fH3.調f找fL4.BW=fL fH實務上:1.f先置中頻,微調Vi大小使Vo(mid),在示波器螢幕上呈整數滿格子數,ex:5格,再調f,使Vo變0.7倍,即0.7*5=3.5格此f即為半功率fA示訊已知參數GBP=1 v/sBW=?Ans:理論BW=GB
12、P/Av=1MHz/10=100kHz(fH)測試時:1.若Vi=0.1V(P)由S.R.參數可知fmax=S.R./2V(P)=(1v/s)/0.28*1V=1/6.28MHz,知fHfmax可測到真正的fH2.若Vi=1V(P)最大不失真頻率fmax=16kHzfHfmax測不變真正的fH實習四:輸出偏移電壓與零位補償電路測試 實習步驟:(一)先測OP或是電路好、壞:接上圖(1),Vcc用 10V,將訊號產生器接到Vi,令Vi=0.5V峰值、f=15k HZ弦波,示波器CH 1測Vi、CH 2測Vo,Av=Vo/Vi=_。【註】:此電路為反相放大器,Av=Vo/Vi=R f/R,若Av=1
13、0,則表示OP 好的,若Vo 0、Vi、Vcc、Vcc,則表示OP或電路故障。(二)測輸入偏移電壓V io,與輸入偏壓電流IB:2、接上圖(2),示波器用DC交連方式測Vo,V io=Vo=_。【註】IC741,A=2105,IB=80 nA(典型值)。3、接上圖(3),示波器用DC交連方式測Vo,IB=Vo/R f=_。(三)外加補償電阻Rc補償偏壓電流的影響:4、令上圖(1)之Vi=0,示波器用DC交連方式(或用數位電壓表DCV檔)測Vo,此Vo稱VO(offset),VO(offset)=_。5、在端前加Rc=RR f =1k,重測Vo,VO(offset)=_。(四)IC零位補償接腳補
14、償:步驟5中Rc去掉。6、令上圖(1)之Vi=0,VO(offset)=_,由IC接腳補償能否使Vo補償至0?7、改圖(1)之R與R f 如下表,測VO(offset),能否使Vo補償至0?RR f Av未補償前VO(offset)能否使Vo補償至0?1k10k1010k100k10100k1M101M10M10【註】IC741補償方法:第1、5腳接VR10k兩端、中間接第4腳(即Vcc)。(五)外置補償電路補償:8、反相放大器:圖(1)之第3腳不接地,改接VR10k之中間接腳、VR10k兩端各接1M電阻到Vcc與Vcc,調VR10k使當Vi=0時Vo=0,問:能否使Vo補償至0?9、非反相放
15、大器:、類推。註:測試順序:一、四、三、二(3、2),改圖(3)R f =10M。R RRfRfAvAv未補償前未補償前Vo(offsetVo(offset)能否使能否使VoVo補償補償至至0?0?1k1k10k10k-10-1010k10k100k100k-10-10100k100k1M1M-10-101M1M10M10M-10-10一.輸出偏移電壓Vo(offset)產生的原因:1.內部的:Vo=Vi*A(I)理想Vo=0(II)若0,稱為Vo(offset)是直流 即即等效成:等效成:又等效成:又等效成:輸入偏移電壓,極性不確定輸入偏移電壓,極性不確定2.外部的:OP做放大器,需接負回授
16、(虛接地)如下(i)Vio(i)Vio的影響:的影響:VioVio *Av(Av(非反非反)=(1+Rf/R)=(1+Rf/R)輸入偏壓電流 I(+)or I(-)的影響:V(+)=V(-)=0VIR=0,I(-)=If而Vo(offset)=If*Rf=I(-)*Rf平均偏壓電流:(I(-)+I(+)/2註:741,IB=80nA(典型值)EX:設I(-)=80nA,(1)若Rf=10k Vo(offset)=I(-)*Rf=80nA*10k=800V=0.8mV(2)若Rf=10M Vo(offset)=I(-)*Rf=80nA*10M=800mV so big補償I(-)影響的方法,在(
17、+)端前加RcVo(offset)=If*Rf-I(+)*RcV(+)=V(-)=-I(+)*RcIR=(0-V(+)/RIf=I(+)IR若Rc用R/Rf的大小Vo(offset)=I(-)-I(+)*Rf=Ios*Rf理想:I(-)=I(+)定義:輸入偏壓電流Iio=I(+)-I(-)P.S:741,Iio=20nA(典型)二.補償方法:1.Ic接腳補償(查資料單)調VR=10k,使Vi=0時,Vo=02.外部補償(略)(註:環境中的雜訊源)2.2.測測Vo(offset)Vo(offset)時:示波時:示波器可能呈現情形如上圖,其器可能呈現情形如上圖,其直流準位即為直流準位即為Vo(of
18、fset)Vo(offset)3.3.若干擾嚴重若干擾嚴重(1)(1)檢查各接檢查各接地點地點(2)(2)用手接地點,用手接地點,輔助接地輔助接地RRfVo(offset)理論值是否1k10kYes10k100kYes100k1MYes1M10MNo步驟七:步驟七:VioVio*(1+Rf/R)+I(1+Rf/R)+I(-)(-)*RfRfVioVio:1mv(7411mv(741典型值典型值),正負皆有可能,正負皆有可能(設設-1mv)-1mv);I I(-)(-):80nA80nA,永正,永正(741(741典型性典型性)則則(-1mv)(-1mv)*(11)+80nA(11)+80nA*
19、10k=-10.2mv10k=-10.2mv(-1mv)(-1mv)*(11)+8mv=-3mv(11)+8mv=-3mv(-1mv)(-1mv)*(11)+80mv=69mv(11)+80mv=69mv(-1mv)(-1mv)*(11)+800=789mv(11)+800=789mv上表各項之理論值上表各項之理論值實習五:差 量 電 壓 放 大 電 路 測 試 實 習 步 驟:(一)先測OP或是電路好、壞:參考之前之實習項目,Vcc用 10V。(二)反相加法電路測試:做交流測試,直流測試略。接上圖(1),令V1=200mVP、V2=100 mVP、示波器測Vo=_。V1與V2產生方法如圖(4
20、),將訊號產生器調200mV峰值、f=15k HZ弦波,接到兩個100的串聯電阻上做分壓。(三)非反相加法電路測試:接上圖(2),V1與V2同上,示波器測Vo=_。(四)減法電路測試:接上圖(3),V1與V2同上,示波器測Vo=_。(五)差量電壓放大電路測試:4、圖(3)中,改R f=100 k,令V1V2=100mVP,示波器測Vo=_,差量電壓增益Ad=Vo/(V1V2)=_。5、再令V1=V2=1 VP,(此稱共模電壓VC),示波器測Vo=_,共模電壓增益A C=Vo/VC _。6、共模拒斥比CMRR=Ad/AC=_。一一.單端輸入:單端輸入:二二.雙端輸入雙端輸入(可抑制雜訊波放大可抑
21、制雜訊波放大)三三.基本電路基本電路(1)(1)設設V10V10,V2=0V2=0Vo=VVo=V(+)(+)*Av(Av(非反非反)=V1 =V1*R4/(R3+R4)R4/(R3+R4)*(R1+R2)/R(R1+R2)/R(2)(2)設設V20V20,V1=0(R3/R4V1=0(R3/R4:補償電阻:補償電阻RcRc,不影響電路,不影響電路 功能功能)Vo=VVo=V2 2*Av(Av(反反)=V2)=V2*(-R2/R1)(-R2/R1)(3)設V1、V20Vo=(1)+(2)Vo=V1*R4/(R3+R4)*(R1+R2)/R1+V2*(-R2/R1)=V1*1/(1+R3/R4)
22、*(1+R2/R1)/1+V2*(-R2/R1)若R1/R2=R3/R4Vo=V1*1/(1+R1/R2)*(1+R2/R1)/1+V2*(-R2/R1)=V1*R2/(R2+R1)*(R2+R1)/R1+V2*(-R2/R1)Vo=(V1-V2)*R2/R1【等量放大電壓】實務上:取R1=R3=RR2=R4=RfVo=(V1-V2)*Rf/R四四.反相加法電路反相加法電路(1)(1)設設V10V10,其餘,其餘=0=0 Vo=V1(-Rf/R1)Vo=V1(-Rf/R1)(2)類推,若V1、V2、V3,皆0Vo=V1*(-Rf/R1)+V2*(-Rf/R2)+反相加權放大1若R1=R2=R3
23、=R Vo=-(V1+V2+V3+)*Rf/R反相加法放大2若又R=Rf Vo=-(V1+V2+V3+)反相加法器實 習 六:儀 表 放 大 器 測 試 實 習 步 驟:(一)先測OP或是電路好、壞:參考之前之實習項目,Vcc用 10V。(二)測差量電壓增益Ad:1、接上圖,令V1V2=100 mVP峰值、f=15k HZ弦波,示波器CH1測(V1V2)、CH2測Vo,差量電壓增益Ad=Vo/(V1V2)=_。註:Ad=Vo/(V1V2)=(1 2 R f/Rg)R 2/R 1 (三)測共模電壓增益A C:2、再令V1=V2=1 VP,(此稱共模電壓VC),示波器CH1測Vc、CH2測Vo,共
24、模電壓增益A C=Vo/VC _。3、共模拒斥比CMRR=Ad/AC=_。(四)任意差量電壓增益調整:4、將Rg以VR10k代替,調Rg使Ad=5倍,則Rg=_。實習七:積分器、微分器測試 實 習 步 驟:(一)先測OP好、壞:接反相放大器,Vcc用 10V。(二)積分器測試:弦波測試。接上圖(1),令Vi=200mVP、f=10k HZ弦波,示波器測Vo 與Vi,Vo波形=_、Vo大小=_、相位差=_,Vo理論值大小=_。2、去掉補償電阻Rc,重覆1、則Vo波形有何影響?Ans:_。3、改 f=1k HZ,Vo大小=_、Vo理論值大小=_。4、改 f=100 HZ,Vo大小=_、Vo理論值大
25、小=_。(三)積分器方波測試:5、接上圖(1),令Vi=200mVP、f=10k HZ方波,示波器測Vo 與Vi,Vo波形=_、Vo大小=_。6、去掉補償電阻Rc,重覆1、則Vo波形有何影響?Ans:_。7、改 f=1k HZ,Vo波形=_、Vo大小=_。8、改 f=100 HZ,Vo波形=_、Vo大小=_。(四)微分器測試:弦波測試。9、接上圖(2),令Vi=200mVP、f=10k HZ弦波,示波器測Vo 與Vi,Vo波形=_、Vo大小=_、相位差=_,Vo理論值大小=_。10、改 f=1k HZ,Vo大小=_、Vo理論值大小=_。(五)微分器三角波測試:11、接上圖(2),令Vi=200
26、mVP、f=10k HZ三角波,示波器測Vo 與Vi,Vo波形=_、Vo大小=_。12、改 f=1k HZ,Vo波形=_、Vo大小=_。筆試例題:1、圖(1),設Vi=200mVP、f=10k HZ弦波,求Vo理論值?實 習 八:史 密 特 觸 發 電 路 測 試 實 習 步 驟:(一)先測OP好、壞:接反相放大器,Vcc用 10V。(二)正向史密特觸發電路測試:三角波測試。接上圖(1),令Vi=5VP、f=100 HZ三角波,示波器雙波道用DC交連同時測Vo 與Vi,記錄Vo波形與大小=_、Vi的臨界電壓VT=_。臨界電壓VT的理論值=_。遲滯電壓H=_。2、示波器改用X-Y操作,觀測轉移函
27、數圖形,記錄之。(三)負向史密特觸發電路測試:3、接上圖(2),令Vi=5VP、f=100 HZ三角波,示波器雙波道用DC交連同時測Vo 與Vi,記錄Vo波形與大小=_、Vi的臨界電壓VT=_。臨界電壓VT的理論值=_。遲滯電壓H=_。4、示波器改用X-Y操作,觀測轉移函數圖形,記錄之。(四)正向史密特觸發電路與參考電壓做比較:5、接上圖(3),令Vi=5VP、f=100 HZ三角波,示波器雙波道用DC交連同時測Vo 與Vi,記錄Vo波形與大小=_、Vi的臨界電壓VT=_。臨界電壓VT的理論值=_。遲滯電壓H=_。注意:參考電壓Vref=2V,用電源供應器第三組5V輸出到3k與2k電阻上做分壓
28、取得。6、示波器改用X-Y操作,觀測轉移函數圖形,記錄之。筆試例題:1、劃出圖(1)的轉移函數圖形。2、設計一正向史密特觸發電路,Vcc用 10V,臨界電壓VT的理論值=1V。試考例題:1、設計一正向史密特觸發電路,Vcc用 10V,臨界電壓VT的理論值=1V(1)若V(+)V(-)Vo=+Vo(sat)+Vcc(2)若V(+)V(-)Vo=-Vo(sat)-Vcc一一.比較器:比較器:A=A=因為環境中有雜訊,會造成不確定的輸出狀態沒有負回授就沒有虛接地特性分析(1)V(+)0,Vo=+Vo(sat)(2)V(+)0,Vo=-Vo(sat)即V(+)=0,為轉態點(臨界點)V(+)=Vi*R
29、f/(R+Rf)+Vo*R/(Rf+R)V(+)=0ViRf+Vo*R=0得Vi=(-R/Rf)*Vo(正負飽合,以+Vcc代入稱為轉態 電壓VT)記VT=(-R/Rf)*Vo=(-R/Rf)*(-Vcc)VTH or=(R/Rf)*(+Vcc)VTLEX:VT=(-R/Rf)*(Vcc)=-1/10(10V)VTH=1 VTL=-11.設Vi大VTV(+)0Vo=正飽和V(+)=(Vi*Rf/R+Rf)+(Vo*R/R+Rf)2.設Vi大上去後,再小於大VT Vo仍為正飽和3.若Vi小VT V(+)0 Vo=負飽和4.Vi小下去再,再大於VT Vo仍為負飽和摘要:(正向史密斯)1.動作方式:
30、大於大Vo=“1”(=+Vo(sat)小於若Vi大VTh 小於小Vo=“0”(=-Vo(sat)Vi小VTL2.VT=?而而ViVi即為即為V VT T,Vo=Vo=Vo(satVo(sat)代入代入1.1.動作方式示意圖動作方式示意圖3.3.轉移曲線:轉移曲線:轉移曲線:轉移曲線:4.電路:V V(+)(+)=V=V(-)(-)為臨界點為臨界點與某參考電壓與某參考電壓VrefVref比較:比較:臨界點臨界點:V V(+)(+)=V=V(-)(-)Vi*Rf+Vo*R/R+Rf=VrefVi*Rf+Vo*R=(R+Rf)*VrefVi=(R+Rf/Rf)*Vref-(R/Rf*Vo)EX:環境
31、溫度要與室溫25做比較,設25的參考電壓Vref=2V,若環境中預測雜訊的強度為200mVP-P比較電路的大VT=Vref+200mV/2=2.1V小VT=Vref=200mV/2=1.9V電路如下:H=大VT-小VT遲滯電壓:用來克服雜訊干擾的間隙 VccVcc=10V=10V反相放大器:x=Vi(v)y=Vo(v)+3-30(x)-Vo(sat)-10V+2-20(x)-Vo-10V+1-10+0.5-500-0.55-110反相放大器的轉移曲線:正 向 史 密 特:實測轉移曲線函數,會有傾斜狀況,但紀錄時,記成沒有傾斜Note:會傾斜,Because 1.電路反應,speed small
32、 2.Vi頻率大實習九:無穩態多諧振盪器測試 實習 步 驟:(一)對稱方波:1、接上圖(1),OP741Vcc用10V。2、示波器DC檔CH1測V(-)、CH2測VO,記錄VO對V(-)的相對波形。3、Vo的頻率f測試值=_。4、理論值頻率f=_。【註】:理論值週期T=2RC ln(1 2 R2/R1)。5、改R=20 k,重覆步驟2、3、4。Vo的頻率f測試值=_,理論值頻率f=_。(二)不對稱方波:6、接上圖(2)。7、示波器DC檔CH1測V(-)、CH2測VO,記錄VO對V(-)的相對波形。8、Vo的頻率f測試值=_。9、Vo的正半週半週期時間t1測試值=_。10、Vo的負半週半週期時間
33、t2測試值=_。11、Vo的正半週半週期時間t1理論值=_。12、Vo的負半週半週期時間t2理論值=_。13、理論值頻率f=_。【註】:(1)理論值正半週期t1=R3C ln(1 2 R2/R1)。(2)理論值負半週期t2=R4C ln(1 2 R2/R1)。(3)實務上取R1=R2,而自然對數ln 3=1.1,所以對稱方波理論值週期T=2.2RC。筆試例題:1、求圖(1)的振盪頻率f=?試考例題:1、設計一對稱方波電路,Vcc用 10V,振盪頻率f=1 kHz,測出VO對V(-)的相對波形。註:電容器宜使用無極性電容。對稱方波:1.設最初Vo=+Vo(sat)V(+)=(回授因數)*Vo =
34、(R2/R1+R2)Vo(sat)越充越正2.V(-)越充越正,當V(-)V(+)的瞬間Vo變-Vo(sat)3.3.當當V(-)反充至比反充至比V(+)更負更負的瞬間的瞬間Vo變變+Vo(sat)4.4.如此循環如此循環5.5.相對波形相對波形 6.振盪頻率f:t1:Vo=+Vo(sat)V(-)=由-Vo(sat)充至+Vo(sat)電容充電方程式:Vc【+Vo(sat)】=Vc(to)【Vo(sat)】+迴路總電壓【=+Vo(sat)+Vo(sat)】*(1-e-t/Rc)Vo(sat)=(+1)*Vo(sat)*(1-e-t1/Rc)2/1+=1-e-t1/Rc e-t1/Rc=1-(
35、2/1+)=1-/1+-t1/Rc=ln(1-/1+)=ln(1+/1-)-1 t1=Rc*ln(1+/1-)=R2/R1+R2代入 1+/1-=1+(R2/R1+R2)/1-(R2/R1+R2)=R1+2R2/R1t1=RC*ln(1+2R2/R1)另t1=t2T=t1+t2T=RC*ln(1+2R2/R1)(二)非對稱方波:t1=R3C*ln(1+2R2/R1)t2=R4C*ln(1+2R2/R1)實習十:三角波產生器測試實習步驟:(一)對稱三角波:1、接上圖(1),OP741Vcc用10V。2、示波器DC檔CH1測VO 1、CH2測VO 2,記錄VO 2對VO 1 的相對波形。3三角波的
36、頻率f測試值=_。4、理論值頻率f=_。【註】:理論值週期T=4RC(R1/R2)。5、三角波電壓VTH測試值=_,理論值=_。VTL測試值=_,理論值=_。6、改R=20 k,重覆步驟2、3、4。三角波的頻率f測試值=_,理論值頻率f=_。(二)不對稱三角波:7、將上圖(1)電路中R更改如圖(2)所示,以R3、R4串二極體代替。8、示波器DC檔CH1測VO 1、CH2測VO 2,記錄VO 2對VO 1 的相對波形。9、三角波的頻率f測試值=_,理論值頻率f=_。10、三角波的正斜率半週期時間t1測試值=_,理論值=_。11、三角波的負斜率半週期時間t2測試值=_,理論值=_。【註】:(1)理
37、論值正斜率半週期t1=2R3C(R1/R2)。(2)理論值負斜率半週期t2=2R4C(R1/R2)。筆試例題:1、求圖(1)電路的振盪頻率f=?2、寫出OP741各接腳功能。3、如何測試OP的好壞?4、設計一反相放大電路,Av=10,劃出電路、說明電阻R與Rf如何選用?原因?試考例題:1、設計一對稱三角波電路,Vcc用 10V,振盪頻率f=1 kHz。A2:VT=(-R1/R2)*VoVTH=(-R1/R2)*-Vo(sat)=(R1/R2)*Vo(sat)VTL=(-R1/R2)*Vo(sat)Vo1=(-1/RC)Vo2dt=(-Vo1/RC)*t振盪頻率f=?由Vo1=(-Vo2/Rc)
38、*tt=-Rc*(Vo1/Vo2)當t=t1,Vo2=-Vo(sat)Vo1=VTL-VTH=VTH-VTL =2Rc*(R1/R2)*Vo(sat)得t1=-Rc*2(R1/R2)*Vo(sat)/-Vo(sat)=2Rc*(R1/R2)另t1=t2T=t1+t2 =4Rc*(R1/R2)EX:c=0.1fR1=10kR2=20ksol:T=4Rc*(R1/R2)=4*10k*0.1f(10k/20k)=4*104*10-7*1/2 =2*10-3 secf=1/T=1/2*103Hz=500Hz而VTH=(R1/R2)*Vo(sat)【+Vcc=設10V】=+5V VTL=(-R1/R2)*-Vo(sat)=-5V三角波正斜坡時間t1=2R4c(R1/R2)三角波負斜坡時間t2=2R3c(R1/R2)